李睿，孙治谦，李安俊，王森，王振波

（中国石油大学(华东) 新能源学院，山东 青岛 266580）

含砂油气的输送，将使管道内壁受到冲蚀磨损，降低管道的使用寿命，带来安全隐患和经济损失[1-3]。对弯管而言，由于其内部介质流动方向的改变，冲蚀磨损速率为直管的50 倍左右，因此对于弯管抗冲蚀方法的相关研究是十分必要的[4-7]。Finnie[8]通过试验，于1958 年率先提出了塑性材料的冲蚀理论，为后续的研究奠定了理论基础。Solnordal 等[9]通过数值模拟结合试验手段，并运用Finnie 冲蚀模型，分析了CFD-DPM 方法的可靠性。孙晓阳等人[10]运用DSMC方法对气固两相流弯管的冲蚀现象进行预测，验证了该模拟方法的精度。

在对冲蚀问题的研究过程中，人们提出了多种抗冲蚀方法。在研究早期，壁面材料[11]、防磨涂层[12]和表面改性[13]等方法被广泛采用，但这些方法具有较高的研究成本和制造难度。相对来说，通过结构改进来减轻弯管受到的冲蚀，具有更低的成本，且便于安装操作。增加弯管的曲率半径或管径[14]、设置涡流室[15]的方法也可以减轻冲蚀，但改变了几何尺寸，影响管道的整体布局。在管内设置扭曲带[16]、扭曲管[17]和肋板[18]也可以在不改变几何外观的同时有效保护弯管，但结构本身更易于磨损。表面结构改进也可以提升抗冲蚀性能，相关研究[19-21]指出，凹槽性、凹坑性和圆环形表面可以满足气固两相流中近壁流场的条件，形成缓冲“气垫”，从而减轻冲蚀。凸包、V 型槽和背板等表面结构在气固两相流中也具有较好的抗冲蚀性能[22]。……